衛(wèi)星天線的調(diào)試方法初探

劉喜平　張恒　彭瑞寧

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)的衛(wèi)星天線事業(yè)取得了令人矚目的成就。對(duì)于一些具有專(zhuān)業(yè)功底的工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，如何做到在任何情況下都能夠使用一些較簡(jiǎn)易的方法使衛(wèi)星天線的調(diào)試達(dá)到較好的效果，本文旨從這些方面作一些實(shí)用性的探討。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星天線；接收系統(tǒng)；調(diào)試

在有線電視前端，衛(wèi)星接收天線發(fā)揮著非常關(guān)鍵性的作用，它可以用來(lái)進(jìn)行電視節(jié)目信號(hào)的接收。衛(wèi)星接收天線的工作原理就是電波的反射原理，聚焦電波之后，輻射到饋源上的高頻頭，接著將信號(hào)通過(guò)饋線傳送到衛(wèi)星接收機(jī)，同時(shí)將節(jié)目信號(hào)解碼出來(lái)。

1 做好衛(wèi)星天線方向調(diào)試的重要性

對(duì)于衛(wèi)星天線的調(diào)試，它包括天線的方向（仰角和方位角）、衛(wèi)星天線饋源的位置、極化取向和極化傾斜角調(diào)整等數(shù)項(xiàng)內(nèi)容，其中最關(guān)鍵的一項(xiàng)是天線的仰角和方位角。對(duì)于它的計(jì)算公式的原理和推導(dǎo)以及求解的圖表等，也都有較多文獻(xiàn)詳細(xì)介紹，然而對(duì)天線方向調(diào)試的具體操作方法常常著墨不多。筆者了解到，對(duì)于工作于第一線的大多數(shù)工程技術(shù)人員，有時(shí)最令他們感到困惑的往往是這些具體的調(diào)試操作方法，他們需要一些簡(jiǎn)明易懂、便于掌握和使用的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試法。

我國(guó)地域雖然遼闊，但都位于北半球，而同步衛(wèi)星又都位于赤道上空，所以衛(wèi)星天線的指向無(wú)一例外地都指向南方。如果衛(wèi)星軌道所在經(jīng)度小于當(dāng)?shù)氐慕?jīng)度，則方向向南偏西，大于當(dāng)?shù)亟?jīng)度時(shí)則向南偏東。另外，由于天線的兩個(gè)角度中，轉(zhuǎn)動(dòng)方位較易、調(diào)整俯仰較難，因此先調(diào)整、測(cè)試出仰角，然后再水平轉(zhuǎn)動(dòng)天線搜索信號(hào)。這比先調(diào)方位再轉(zhuǎn)仰角搜索信號(hào)來(lái)得容易，所以本文介紹了若干種現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試仰角的方法。

2 常用的幾種現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試角度的方法

天線方向的調(diào)試，具體地說(shuō)就是根據(jù)事先算出的仰角和方位角，將天線的這兩個(gè)角度分別調(diào)到這兩個(gè)數(shù)值上，使之對(duì)準(zhǔn)所要接收的衛(wèi)星，接收到信號(hào)，這就是粗調(diào)。之后進(jìn)行細(xì)調(diào)，使所收的信號(hào)最佳。粗調(diào)是基礎(chǔ)，如何判斷天線的仰角和方位角已調(diào)到事先所算出的角度上呢？根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的條件和個(gè)人的不同條情況，可以有多種簡(jiǎn)易而有效的方法。

2.1 垂線、水平線相交法

我們知道，拋物面天線的仰角就是指拋物面中心軸線與水平面的夾角。天線拋物面底部都安裝在一個(gè)圓盤(pán)上。可以認(rèn)為該圓盤(pán)的圓心軸線與拋物面中心軸線重合，因而圓盤(pán)平面就與拋物面中心軸線垂直。根據(jù)幾何三角關(guān)系可知，該圓盤(pán)平面與垂直平面的夾角β等于天線的仰角α。因此我們只要測(cè)出該圓盤(pán)平底面與垂線的夾角等于仰角數(shù)值就行了。

為了減少轉(zhuǎn)動(dòng)天線和測(cè)量、計(jì)算的次數(shù)，可以根據(jù)所需要的仰角值α和已知的圓盤(pán)平面上所選的兩點(diǎn)A、B間的距離c，事先算出垂線段AC的長(zhǎng)度，然后在垂直細(xì)線上，從打結(jié)的地方向重物方向量出長(zhǎng)度a，并在該點(diǎn)打上標(biāo)記（亦設(shè)該點(diǎn)為C）。轉(zhuǎn)動(dòng)天線仰角，使水平線與垂線C點(diǎn)相交，此時(shí)天線的仰角就已粗略等于所需要的仰角值了。用這種方法只要測(cè)一次就行了。

2.2 垂線、圓弧相交法

上述方法要用兩根細(xì)線同時(shí)操作，通常需要兩個(gè)人來(lái)配合，不太方便，而且水平線是否真正水平，還需第三個(gè)人在較遠(yuǎn)處憑眼睛來(lái)估計(jì)，因而誤差較大。若用下面所述的垂線、圓弧相交法則方便得多，且準(zhǔn)確性較高。此方法的原理是：垂線與圓弧的交點(diǎn)C與直徑AB的下端點(diǎn)B的連線BC與AC垂線構(gòu)成圓弧的半周角，故它們的夾角為90°，即互相垂直，因而B(niǎo)C連線實(shí)際上就起到了水平線作用。

同“垂線、水平線相交法”中所述的一樣，在本方法中同樣可以根據(jù)所需要的仰角值，事先算出垂線段AC的長(zhǎng)度并事先在垂線量出其長(zhǎng)度打上記號(hào)（亦可在對(duì)應(yīng)的圓弧相交點(diǎn)上打上記號(hào)），使垂線與圓弧的交點(diǎn)位于事先打好標(biāo)記的C點(diǎn)，仰角就粗調(diào)好了。此時(shí)也只要調(diào)一次就行了。

2.3 直尺、雙線法

這是在上述“垂線、圓弧相交法”基礎(chǔ)上演繹出來(lái)的一種更為簡(jiǎn)潔實(shí)用的方法。此方法是用一根直尺代替紙板上的直線AB，在直尺的一端和中間各固定一根細(xì)線，用固定在中間的那根細(xì)線代替紙板上的圓弧。同樣，也可以根據(jù)所需的仰角值事先求出AC的長(zhǎng)度后，在垂直細(xì)線上量出其長(zhǎng)度并打上記號(hào)小結(jié)。此外，此法中的直尺還可以用直細(xì)棍、直鐵絲等代替。

2.4 量角器、垂線法

用一個(gè)尺寸較大一點(diǎn)的量角器，稍作加工，即可制成一個(gè)方便實(shí)用的簡(jiǎn)易仰角測(cè)試器，不需作任何計(jì)算，仰角可直接隨時(shí)讀出，在量角器的圓心處小心地鉆一小孔，將一根細(xì)線固定在此，在細(xì)線的另一端系一小重物，仰角測(cè)試器就做好了。使用時(shí)如前述幾種方法一樣，將其直邊垂直地靠在圓盤(pán)平面上，并使量角器刻有0°的一端朝下。此時(shí)一邊轉(zhuǎn)動(dòng)天線的仰角一邊可以讀出仰角值來(lái)。

衛(wèi)星天線在用上述幾種方法中任何一種方法測(cè)出并調(diào)好所需的仰角后，調(diào)方位角就簡(jiǎn)單了。衛(wèi)星天線方位角不用再進(jìn)行測(cè)試和計(jì)算，而可以通過(guò)水平轉(zhuǎn)動(dòng)天線，直接從銀幕上觀察收到所需要的信號(hào)為止。至此，天線的仰角、方位角均已粗調(diào)完畢，天線已基本對(duì)準(zhǔn)所要接收的衛(wèi)星信號(hào)，然后再進(jìn)行細(xì)調(diào)。

仰角的細(xì)調(diào)可在收到信號(hào)后，將天線仰角分別向上、向下兩邊慢慢調(diào)整，找到信號(hào)更好的位置，并記住該位置。然后從該位置再分別向兩邊調(diào)整仰角，有意地使信號(hào)質(zhì)量變差且兩邊變差的程度一致，記下這兩點(diǎn)的位置，然后將仰角調(diào)回到這兩點(diǎn)的中間位置并固定下來(lái)。方位角的細(xì)調(diào)同仰角的調(diào)整一樣，不再重述。至此，天線方向的調(diào)整便已完成。

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